DE202011107652U1

DE202011107652U1 - Getriebeverschiebung

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Publication number: DE202011107652U1
Application number: DE201120107652
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2021-11-10

Abstract

Antriebsanordnung mit einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe wobei der Verbrennungsmotor mit einem variablen Verdichtungsverhältnis ausgeführt ist welches durch eine exzentrische Lagerung der Kurbelwellenachse dargestellt wird, wobei das Getriebe der Kurbelwellenachsverlagerung folgt, wobei die Bewegung des Getriebes zum Motor durch Exzenterlagerungen mit der gleichen Exzentrizität wie die exzentrische Kurbelwellenlagerung geführt wird, wobei die dort verwendeten Exzenterlager spielfrei ausgeführt sind, indem eine von der zylindrischen Form abweichende Lagergeometrie zur Aufnahme der senkrecht zur Kurbelwellenachsrichtung wirkenden Kräfte verwendet wird, wobei die Lagerungen mit einer axialen Vorspannung versehen werden und diese Vorspannkraft zumindest teilweise die Lagerflächen aufeinander zur Anlage bringt.

Description

Stand der Technik:
Motoren mit variablem Verdichtungsverhältnis ermöglichen, gegenüber dem Stand der Technik wesentlich verbesserte Verbrauchswerte im Teillastbetrieb und bieten darüber hinaus, auch die Möglichkeit einer Mitteldrucksteigerung durch Hochaufladung. Es sind verschiedene Bauweisen erfunden und zum Patent angemeldet worden, wobei das Prinzip der Lagerung der Kurbelwelle in verdrehbaren Exzentern, wie in DE 100 08 425 beschrieben, aus mehreren Gründen das vorteilhafteste ist (kein Eingriff in die Kinematik des Kurbeltriebs, wenig Bauraum, großer Verstellbereich). Nachteilig an diesem Prinzip ist, dass sich hierbei die Lage der Kurbelwellenachse ändert, und man einen Mechanismus benötigt, um weiterhin Fahrzeuggetriebe konventioneller Bauweise einsetzen zu können. Hierzu kann wie in Anmeldung (DE 100 08 425) beschrieben, eine besondere Kupplung eingesetzt werden. Diese Kupplung ist allerdings mit einem zusätzlichen Bauaufwand verbunden und erzeugt, wenn auch in geringen Maß, zusätzliche Reibung.
Um den Bauaufwand gegenüber der Kupplung nach ( DE 100 08 425 ) oder vergleichbaren Lösungen zu minimieren, die Verlustleistung zu eliminieren und darüber hinaus Bauraum, insbesondere Baulänge in axialer Richtung einzusparen wurde ein Mechanismus nach 20 2011 002 132.7 erfunden, bei dem trotz der exzentrischen Kurbelwellenlagerung die Kurbelwelle immer koaxial zur Getriebeeingangswelle bleibt. Bei diesem Mechanismus ergibt sich bei einer Änderung des Verdichtungsverhältnis eine Relativbewegung zwischen Motor und Getriebe. Die Anmeldung nach 20 2011 002 132.7 zeigt mehrere Möglichkeiten auf diese Bewegung zu führen und zu synchronisieren, wobei hier vorzugsweise Exzenter als Lagerstelle zwischen dem Kurbelgehäuse und Getriebe zum Einsatz kommen sollen. Ein Ausführungsbeispiel für eine Exzenterlagerung zwischen Motor (1) und Getriebe zeigt , hierbei sind die Exzenter (3) im Getriebegehäuse (2) gelagert, und führen die Bewegung zwischen Motor und Getriebe. Für diese Exzenter wird im Folgenden ein neuer Ansatz beschrieben, bei dem eine spielfreie Lagerung sichergestellt wird.
Es kann beispielsweise aus akustischen Gründen gewünscht sein, den Exzentermechanismus spielfrei auszuführen. Um dies zu erreichen, können beispielsweise konische Lagergeometrien anstelle von zylindrischen eingesetzt werden bei denen Radialspiel durch eine axiale Vorspannung verhindert werden kann. Neben konischen Lagerungen sind auch andere Geometrien denkbar bei denen verschleißbedingtes Radialspiel durch eine axiale Vorspannung verhindert werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigen die – . Um einen möglichst kompakten Bauraum zu erhalten wird die Lagerfläche (37) der Exzenter (30) als Rillenstruktur ausgeführt ( ). Auf diese Weise entstehen mehrere radiale und ggf. auch axiale Lagerflächen innerhalb des selben Lagerachsabschnitts. Wenn die radialen Lagerabschnitte konisch oder bogenförmig ausgeführt werden, dann besteht die Möglichkeit mittels eine axialen Nachführung das Lagerspiel zu eliminieren. Im dem Ausführungsbeispiel ( ) sind die Rillenlagerungen im inneren Exzenterbereich über 360° umlaufend ausgeführt und die äußeren sind unterbrochen, dort wo sie über die Außenkontur des Exzenter hinausragen. Die Außenkontur des Exzenters kann kreisförmig ausgeführt sein, wodurch eine eventuell vorgesehene aktive Betätigung zur Synchronisation der Exzenter untereinander erleichtert wird. Die Gegenlager (31; 39) am Motor und Getriebe weisen die entsprechenden Gegenlagerflächen auf. Hierbei kann eine oder beide Gegenlagerflächen axial verschiebbar ausgeführt sein um unerwünschtes Lagerspiel zu verhindern.
Wenn die Gegenlagerflächen axial verschiebbar ausgeführt werden, kann es erwünscht sein die axiale Verschiebbarkeit spielfrei auszuführen. Hierbei wird gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Lagerung vorgeschlagen, bei dem ein axial vorgespanntes Gegenlager (31) ( ; ) radial an einer konischen Außenfläche (32) geführt wird. Diese konische Außenfläche liegt an einem Ring (33) an welcher an mindestens einer Stelle (34) unterbrochen ist, so dass dieser radial flexibel ist. Dieser Ring wird durch eine Axialkraft welche z. B. durch eine oder mehrere Tellerfedern (35) erzeugt werden kann, auf die konische Fläche des Gegenlagers gedrückt. Der Ring weißt außerdem zumindest teilweise einen zylindrischen oder ebenfalls konischen Außendurchmesser auf welcher in einer Aufnahmebohrung zur Anlage (36) kommt. Durch die Axialkraft kommt das Gegenlager am Exzenter zur Anlage und der Ring wird aufgrund der konischen Anlage zum Gegenlager geweitet bis er in der Aufnahmebohrung zur Anlage kommt. Um ein ungewolltes Drehen des axial beweglichen Gegenlagers und des Rings zu verhindern, kann an dem Gegenlager eine Sicherung gegen Verdrehen vorgesehen werden. In dem Ausführungsbeispiel geschieht dies durch eine Drehmomentstütze (36) welche durch einen gehäusefesten Stift (37) eine Rotation des Gegenlagers in der Aufnahmebohrung verhindert.
Wie aus 20 2011 002 132.7 hervorgeht, können die Exzenter auch durch eine Stellwelle aktiv gedreht werden. In diesem Fall kann das selbe Bauprinzip für eine spielfreie Lagerung eingesetzt werden, hierbei ist der Exzenter fest mit der Stellwelle verbunden und das Gegenlager kann in der zuvor beschriebenen Art und Weise axial vorgespannt ausgeführt werden um Lagerspiel zu verhindern. Ein Ausführungsbeispiel hierzu zeigt die , hier ist an der Stellwelle (38) eine exzentrische Lagerfläche (39) angebracht, welche sich auf ein Gegenlager (31) abstützt, wobei auch hier durch einen geschlitzten Ring (33) und eine Tellerfeder (35) ein Spielausgleich erreicht wird.
Darüber hinaus ist es auch denkbar das Gegenlager fest am Gehäuse anzuordnen mit der Stellwelle durch eine axiale Vorspannung das Lagerspiel zu eliminieren.
Ein anderer Ansatz eine spielfreie axiale Führung der Gegenlager zu erreichen ist die Führung der Gegenlager über vorwiegend in einer Richtung flexible Struktur. Hierbei könnten z. B. Blechpakete eingesetzt werden, welche senkrecht zur Kurbelwellenachse angeordnet sind und daher durch Biegung eine axiale Bewegung der Gegenlager zulassen, während eine Bewegung senkrecht zur Kurbelwellenachse durch die viel größere Steifigkeit infolge Streckung/Stauchung der Führungsbleche weitgehend verhindert wird. Auch hierbei kann eine axiale Vorspannung der Exzenterlagerung durch zusätzliche Federungen sinnvoll sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10008425 [0001, 0002]

Claims

Antriebsanordnung mit einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe wobei der Verbrennungsmotor mit einem variablen Verdichtungsverhältnis ausgeführt ist welches durch eine exzentrische Lagerung der Kurbelwellenachse dargestellt wird, wobei das Getriebe der Kurbelwellenachsverlagerung folgt, wobei die Bewegung des Getriebes zum Motor durch Exzenterlagerungen mit der gleichen Exzentrizität wie die exzentrische Kurbelwellenlagerung geführt wird, wobei die dort verwendeten Exzenterlager spielfrei ausgeführt sind, indem eine von der zylindrischen Form abweichende Lagergeometrie zur Aufnahme der senkrecht zur Kurbelwellenachsrichtung wirkenden Kräfte verwendet wird, wobei die Lagerungen mit einer axialen Vorspannung versehen werden und diese Vorspannkraft zumindest teilweise die Lagerflächen aufeinander zur Anlage bringt.
Exzenterlagerung nach Anspruch 1, bei der die Lagerstellen so ausgeführt sind das mehrere Lagerflächen welche zumindest teilweise radiale Kräfte aufbringen können auf verschiedenen Durchmesser innerhalb des selben oder sich überschneidender Lagerachsabschnitte angeordnet sind.
Exzenterlagerung nach Anspruch 2 bei die axiale Vorspannung auf ein spielfrei zum Motor oder Getriebe gelagertes Gegenlager aufgebracht wird und die Vorspannkraft genutzt wird die Spielfreiheit sicherzustellen, indem die Vorspannkraft zunächst auf einen nicht geschlossenen Ring wirkt welcher an seiner Außenseite an einer motor- oder getriebefesten Bohrung anliegt und an seiner Innenseite an einer konischen Fläche des Gegenlagers, wobei die Kraftrichtung einerseits dafür sorgt dass das Gegenlager zum Exzenter hin gedrückt wird und andererseits der Ring durch die Anlagefläche am Gegenlager geweitet wird bis er an der Bohrung zur Anlage kommt.
Exzentrisches Lager an einer Stellwelle zur Betätigung des Mechanismus nach Anspruch 1, wobei diese Betätigung nach Art eines Exenterlager ausgeführt ist, bei der der Exzenter fest mit dem Wellenende verbunden ist.
Lager nach Anspruch 4, wobei eine Lagergeometrie nach Anspruch 2 verwendet wird.
Lager nach Anspruch 4, wobei eine Spielfreiheit durch die im Anspruch 3 geschilderten Maßnahmen sichergestellt ist.
Lager nach Anspruch 4, wobei die Spielfreiheit durch eine axiale Vorspannkraft auf die Stellwelle erreicht wird.
Spielfreie Führung der Gegenlager nach Anspruch 1 bei der die Führung über eine flexible Struktur an das jeweilige Gehäuse erreicht wird und diese Struktur so ausgebildet ist, dass einer Bewegung der Gegenlager in Kurbelwellenachsrichtung ein Bruchteil des Widerstands entgegengebracht wird wie einer Bewegung senkrecht dazu
Spielfreie Führung nach Anspruch 8, wobei zur Führung mehrere dünne Bleche verwendet werden, die senkrecht zu Kurbelwellenachse angeordnet sind, so dass infolge einer Biegung eine Bewegung der Gegenlager in Kurbelwellenachsrichtung erfolgen kann.